Какие тепловые машины изображены на рисунке? Необходимо определить потери тепла для каждого двигателя. Какой двигатель

Kosmicheskaya_Charodeyka

18

На основании рисунка можно увидеть две различные тепловые машины. Первый двигатель, который изображен на левой стороне рисунка, является паровым двигателем. Он работает на основе цикла Карно, где пар получает тепло и расширяется, затем работает над поршнем, совершая работу, и наконец отдает избыток тепла в окружающую среду.

Второй двигатель, изображенный справа, является внутренним сгорающим двигателем, который, вероятно, является ДВС (двигатель внутреннего сгорания), работающий на бензине или дизельном топливе. Внутренний сгораемый двигатель сжигает топливо внутри цилиндров и использует полученный от сгорания расширяющийся газ для приведения в движение поршня и вращения вала.

Теперь давайте рассмотрим потери тепла для каждого двигателя. Паровой двигатель теряет часть поступающего тепла из-за неизбежного неполного превращения теплоты в механическую работу. Эта потеря называется тепловой потерей двигателя и обычно обозначается как \( Q_L \). Это значение можно найти, используя эффективность парового двигателя, обозначенную как \( \eta \), и входное тепло, обозначенное как \( Q_H \). Тепловая потеря определяется следующим образом:

\[ Q_L = Q_H \cdot (1 - \eta) \]

Внутренний сгораемый двигатель также теряет некоторую теплоту, но основной способ потери тепла для этого двигателя связан с отводом отработавших газов через выхлопную систему. Потери тепла называются тепловыми потерями выхлопа и обычно обозначаются как \( Q_{\text{выхлоп}} \). Определить потери тепла выхлопа можно с использованием экспериментальных данных или оценить, исходя из типа двигателя, его эффективности и других факторов.

Теперь, чтобы определить, какой двигатель оказывает наибольшее негативное воздействие на окружающую среду, нужно учесть не только потери тепла, но и другие важные факторы, такие как выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Это включает выбросы CO2, NOx, SOx и других вредных веществ, которые могут негативно влиять на здоровье человека и окружающую среду.

С учетом этих факторов можно сказать, что внутренний сгораемый двигатель, особенно если он работает на топливе нефтяного происхождения, как бензин или дизельное топливо, оказывает более негативное воздействие на окружающую среду. Это связано с выбросом парниковых газов и других загрязняющих веществ, что способствует изменению климата и наносит вред здоровью людей и животных.

Однако, стоит отметить, что современные двигатели становятся все более эффективными и чистыми, и происходит активное развитие альтернативных источников энергии, таких как электричество и гидроген. Это направление стимулируется стремлением к более экологически чистому и устойчивому будущему.